我国云计算标准化现状及发展研究

果植昌 （天津市质量技术监督信息研究所 天津 300041)

0 引言

近年来，云计算已经快速成为一种被广泛接受的计算模式，其发展势头可谓“风起云涌”。工业界和学术界对云计算的核心概念有了一定的共识，对云计算提供新的服务和消费商业模式有了基本认同。作为一种基于互联网通过虚拟化方式共享信息资源的新型计算模式，云计算为数据计算、存储和管理提供了虚拟资源空间和超强计算能力，用户可以不必建立和运维数据中心，通过租用的方式就可以获得所需的服务，在降低信息化投入成本的同时还能实现效率的提升。

云计算应用前景广阔，将在未来世界经济和科技发展过程中产生的巨大影响，世界上许多国家都将它列为优先发展的战略产业，众多企业投入大量人力物力开发云应用产品，希望能尽快占领产业制高点。因此，云计算相关技术规范和标准也成为了当前国际组织及各大企业的关注热点，国际标准化组织以及多个国际协会组织近几年来纷纷启动了云计算相关标准化工作，我国相关标准化组织也启动了云计算的标准研究及规划工作。

本文首先阐述云计算基本概念，然后分析云计算标准化的必要性，进而介绍当前国内外云计算标准化工作的发展现状，最后给出我国云计算标准化的发展建议。

1 云计算的概述

云计算这个名词借用了量子物理中的“电子云”（Electron Cloud），强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。量子物理上有“电子云”，在原子核周围运动的电子不是一个经验世界的轨道（例如像天体一样的运行轨道），而是弥漫空间的、云状的存在。

“云计算”是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是一种新型网络化计算模式，尚无统一的定义。据ISO/IECJTC1的一份报告，有关云计算的定义目前有二十多种。不同的机构、企业、组织从不同的角度给出了自己的定义，下面列举有代表性的几个定义：

1.1 ISO/IECJTC1

从云计算服务提供商的角度看，云计算是将IT基础设施和资源作为服务，以按需使用、按量计费的方式提供给用户的一种模式；从使用者的角度看，可以通过任何设备，在任何时间和任何地点访问云中数据和各种应用服务。

1.2 维基百科

云计算是一种基于互联网的新计算模式，即通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需使用的计算。

1.3 美国国家标准和技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）

它将云计算定义为“一种IT资源应用模式，将网络连接的资源（如网络、服务器、存储、应用和服务）构成一个IT资源共享池向用户按需提供服务，并只需要较少的管理工作或与服务供应商的交互，实现资源的快速部署”。NIST认为云计算有5种基本特征：需求自助服务、广泛的网络接入、资源共享池、快速伸缩和按使用付费。

根据上述定义，云计算有几种部署模式，每种模式都为现有应用迁移到云环境中提供了不同的方案。NIST定义的云部署模式包括私有云、社区云、公共云或混合云。

1.3.1 私有云 为一个机构单独使用而构建，它可以由这个机构本身或者第三方机构来管理。

1.3.2 社区云 为具有共同关注点（如任务、安全需求、策略和遵守协议等）的多家机构使用而构建，它可以由这些机构或者第三方机构来管理。

1.3.3 公共云 云服务供应商出售云服务，普通公众或大型产业集团通过网络获取这些资源。

1.3.4 混合云 云基础设施由两个或两个以上的云（私有云、社区云或公共云）组成，这些云保有其独立性，通过标准化或专利技术绑定在一起，从而使数据和应用具有便捷性。例如，通过集中云（cloud-bursting）的架构实现不同云之间的负载均衡。

NIST也将云计算在服务模式上分类为SaaS、PaaS、IaaS,这也是我们目前普遍采用的一种分类方式。①SaaS（Software as a Service，软件即服务）。用户可以使用服务供应商运行在云基础设施上的各种应用程序。通过各种终端设备上的客户端接口（例如浏览器），用户可以访问这些应用程序，而无需关注底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储与个性化应用，当然用户指定的应用设施除外。②PaaS（Platform as a Service，平台即服务），是指将部署在云基础设施上的平台作为一种服务提供给用户。在这种服务模式中，PaaS平台提供应用开发所需的编程语言和工具，用户只需要利用平台就能够创建、获取和部署应用，并对应用客户端所需环境进行配置，而无需关注底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统和存储。③IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务），是指用户可以从计算机基础设施中获得服务。计算机基础设施主要有数据处理、存储、网络和其他基础计算资源。用户无需了解底层的云基础设施，可自由地部署和运行软件，但需要管理操作系统、存储与部署的应用，并适度关注所需的网络组件（如主机防火墙）。

在云计算的多种定义中，NIST的定义是被业界最广泛采用的定义方式。综观以上几种主流的云计算定义，都从不同角度揭示了云计算的核心和内涵。云计算使IT资源可以像普通商品一样按需使用，基础资源的共享可以带来规模经济效益的提升，使云计算成为一种富于竞争力的服务模式。云计算提供商通过网络提供IT服务，就像电厂集中供电一样。用户管理各自的IT服务，就像购买水电一样，按需使用资源和付费，降低了成本。通过云计算方式，云用户可以花更少的时间来管理复杂的IT资源，从而把更多的时间投入到核心业务中。

2 云计算标准化的必要性

任何一个产业的发展都离不开标准化工作，云计算当然也不例外。事实上，云计算的发展过程中由于涉及领域众多，标准化工作就显得更加重要。目前，在云计算领域由于不同的服务提供方式，不同的技术流派造成群雄并立的局面。如在服务提供方式方面有以Amazon为代表的IaaS，以微软、Salesforc为代表的SaaS,以Google为代表的PaaS；在技术流派有以Hadoop、Eucalyptus、KVM为代表的云计算平台构建开源实现方式，有以VMware、Citrix、Hyper-V为代表的云计算解决方案产品。依靠成熟的服务方式或领先的技术，以上这些公司或产品形成了一定规模的事实标准。但是，由于云计算是新生事物，还有很多的不足之处，一些开源的实现方式无法提供面向于平台间互联与互操作的接口，而一些私有或专用的云平台则由于利益关系，不愿提供开放的接口，因此给云计算标准化造成了一定的困难。此外，缺乏完整而清晰的商业运行标准，云计算的选择就会变得困难；缺乏可靠的云计算的安全标准，云计算的可靠性就得不到保证。

长期以来，标准的缺乏，使得云计算行业存在以邻为壑的现象，不同企业、行业采用不同技术手段的云计算解决方案，导致不同解决方案之间的“沟通”成为难题，使得云计算的“威力”大打折扣。

可以说，没有标准，云计算产业就难以得到规范健康发展，难以形成规模化和产业化集群发展；没有标准，云平台和云服务用户的利益和长期稳定发展就得不到保证。因此，云计算标准化是云计算真正大范围推广和应用的基本前提，我们要加快推进云计算的标准制定和实施，实现IT资源开放和兼容。

3 国外云计算标准化现状

目前，全球范围内已经有50多个标准组织宣布进行云计算开放标准的制订。标准组织的主要研究领域包括以下几个方面：一是云计算的概念、架构与应用场景，NIST已经提出了得到产业界公认的云计算概念与架构模型，ITU-T和ISO/IEC正在进行云计算技术架构和应用场景的研究，并形成了相关的研究报告；二是云计算业务的互操作，一些新兴的专门针对云计算的标准组织在这方面有一定的进展，包括OCC（开放云计算联盟）、GICTF（全球云间技术论坛）、CCIF（云计算互操作论坛）等；三是云计算安全，CSA（云计算安全联盟）是这一领域比较领先的组织，提出了云计算的七大安全威胁，ITU-T也在进行相关研究；四是云计算相关技术，在资源与接口定义方面，DMTF（分布式管理任务组）与SNIA（全球网络存储工业协会）分别在统一虚拟机格式以及存储接口方面提出了技术标准，IEEE（美国电气和电子工程师协会）、IETF（互联网工程任务组）在云计算网络技术方面输出了较多成果，TGG（绿色网格组织）提出了绿色数据中心的评测指标；五是云计算的运维与资源管理，DMTF基于对IT系统管理的研究提出了云计算系统的管理模型，OASIS（结构化信息促进组织）正在进行云计算身份管理的研究。

由于云计算技术和产业仍处于发展的初期阶段，虽然目前国际标准体系框架已基本成型，但是除数据中心和系统虚拟化外，在某些已形成事实的工业标准方面（如云平台运维管理、云网络通信协议、云存储管理规范和接口、虚拟机之上软件的封装和分发格式等）尚未形成国际或行业标准。云计算呈现出事实标准和开放标准并存，且在应用中以事实标准为主的情况。

4 国内云计算标准化进展

我国正处在发展战略性新兴产业和推动信息化与工业化深度融合的重要时期，国务院颁布实施的《关于加快培育和发展战略性信息产业的决定》中明确提出包括新一代信息技术在内的7个重大发展领域。2012年5月国务院常务会议讨论通过的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中对节能环保、新一代信息技术等七大战略性新兴产业“十二五”期间的发展作出总体部署，其中促进云计算产业研发和示范应用被看作是新一代信息技术发展的重要内容之一，我国对于云计算的重视程度可见一斑。

我国的云计算标准化工作起步并不晚，几乎和国际同时开始。2008年年底相关的联盟、协会和标准化工作组开始成立。2012年9月全国信息技术标准化技术委员会云计算标准工作组（以下简称“云计算标准工作组”）成立，成为我国云计算标准制定进程中的标志性事件。

在此之前，我国开展云标准工作的组织有中国通信标准化协会，其下属工作组TC1、TC7、TC8、TC11等基本已涵盖云计算的大部分内容。而在云计算标准工作组成立以前，全国信息技术标准化技术委员会也成立了多个标准工作组，分别从设备、软件等方面开展了部分工作。此外，还有中国云计算技术与产业联盟：由电子学会发起，非营利性技术与产业联盟；中国云计算产业联盟：由北京航空航天大学等14家机构联合发起组织，发布《云计算技术与产业白皮书》；中国电子学会云计算技术与产业联盟：中国电子学会发起，非营利性技术与产业联盟；中国通信学会大数据专家委员会：中国通信学会发起，中国首个专门研究大数据应用和发展的学术咨询组织。

在云计算的标准化方面，国内许多企业与研究机构都在积极参与。中国是ISOSC38云计算标准的主要贡献者；在DMTF中，联想、中兴、中国电子技术标准化研究所已经成为领导层（Leadership）会员，而华为公司成为DMTF董事会的第一家中国公司，并担任DMTF的教育VP；联想网御、瑞星、蓝盾已经成为CSA的成员；在IETF中，中兴公司发起了云计算方面的BOF会议；在ITU，中兴、电信研究院等单位在云计算焦点组、SG13云计算研究组中发挥着重要作用；在标准化推动组织The Open Group中，我国的金蝶软件已经成为董事会成员；中国电子技术标准化研究所成为ISOJTC1云计算标准化工作的发起单位；中国电信正式加入了全球云计算研发测试平台Open Cirrus；华为代表成功入选OASIS董事会。

这些情况表明，我国在云计算标准化方面已经不是一个旁观者，这也为未来我国能够在云计算领域拥有一定的话语权打下了基础。

5 云计算标准化发展建议

目前，关于云计算标准化的发展主要有两种声音，一种观点认为云计算做应用比定标准更关键，没有应用的大规模推动就谈不上标准化，制定云计算标准的时机还未到；另一种观点认为云计算标准牵涉到国家战略资源分配及安全问题，不制定标准将来会吃大亏，必须加大标准制定力度。

认为云计算应用重于标准的观点，主要是看到了目前全国范围内众多地方政府云计算中心盲目上马，圈了很多地，购买了很多设备，但由于政府的投资和最终的客户、用户的主体不对接，导致云计算的中心利用率非常差，造成巨大的浪费。这种观点认为云计算不能只停留在炒作阶段，不应盲目地大干快上，应该搞一些实实在在的应用，云计算产业还不成熟，谈标准化还为时过早。认为标准化应该加大力度的观点主要是基于目前信息技术核心领域几乎被美国所垄断，发展中国家在技术上没有主导权，其战略选择将非常有限，在未来的竞争中将处于劣势。他们认为，在云计算面前，国家信息安全和主流思想文化受到挑战。云计算的发展将导致全球信息在收集、传输、储存、处理等各个环节上进一步集中，国家安全、企业发展将在国家化的趋势中受到严峻考验。

其实，这两种观点都有可取之处，但由于看待问题的角度不一样，又都比较片面。云计算其实是一个不断演进的过程，云计算涉及的技术领域众多，目前还都在发展过程中，一些国外厂商是事实标准的拥有者，他们在行业内具有一定的垄断地位，像Google、Amazon等，他们不关心云计算的标准化问题。事实上，我认为对我国来讲，云计算的标准化工作主要应该注意以下一些问题：

5.1 继续深化“政府主导、企业为主、产学研用联合”的工作机制

没有政府引导，缺乏顶层设计，很可能让我国在云计算领域外国列强把持的情况下陷入全面被动，失去话语权。为此，政府一方面要引导相关标准组织加强沟通与协调，形成有效的合作机制和程序；另一方面要支持和鼓励国内云计算标准组织及国内顶尖的IT、互联网企业做好自己的产品，鼓励创新和参与，着眼于让国内领先企业具备国际竞争力，只有凭借过硬的技术和经验积累才能有效参与制定合理的标准。

5.2 深刻认识云计算

我们必须认识到云计算不是一项单纯的技术，它涵盖的领域众多，是一场真正意义上的信息产业变革，涉及广泛的产业链和众多的企业，所以其标准形成过程必将是漫长而艰难的。云计算同PC和互联网产业一样，是一个全球性很强的产业链，其产业布局、发展、标准制定都应同全球发展和竞争态势联系起来。

5.3 标准制定

我们在云计算标准制定方面要着眼于开放性、移植性、互动性，去除强制性、准入门槛等色彩。标准不是做出来的或制定出来的，标准是在良好的法治环境下，市场充分、公平竞争，博弈与妥协的结果。由于世界范围内的云计算技术属于新生事物，还在不断发展和演进，因此我们在制定标准的时候一方面要切记尽量避免强制性，另一方面对于云计算的核心技术，由于其还在不断发展进步，不适宜进行标准化，否则会扼杀云计算创新的生命力。

5.4 标准化规范

对于云计算已经逐渐成熟的产品和服务进行必要的标准化规范，将有利于整个云计算产业的发展。就目前来看，云计算标准对云计算产业发展的影响和意义主要有以下两个方面：

一是规范云计算服务提供商的服务产品和服务质量。对已有的云计算服务提供商来说，可以让已有的产品更加成熟和规范；对于即将进入云计算产业的厂商，这些规范具有积极的指导意义。

二是指导云计算用户合理选择云计算产品和服务。通过制定云计算规范，用户在选择各厂商的云计算服务时就有要参考的标准，这对于云计算服务的普及意义重大。

云计算已经成熟或急需的服务标准和规范主要有以下一些方面：

①云计算相关术语定义、参考模型：该项工作是云计算其他各项工作的基础，必须抓紧时间研究和梳理当前各种云计算模式，制定相关术语定义和参考模型标准。

②云计算互操作和集成领域：云计算互操作性是指抽出各云端之间程序设计差异的能力，这是云计算使用普及化的关键。涵盖不同云之间，如私有云和公有云之间、公有云和公有云之间、私有云和私有云之间的互操作性和集成接口标准。缺乏统一的云计算互操作标准,不同云计算服务之间的互连互通将是个很大的难题，阻碍云计算的发展和普及。

③云计算商业指标标准：缺乏云计算商业指标标准，会让客户在选择云计算平台过程中造成困扰，如果每个云平台都有一些各自的指标体系，会使云平台选择造成困难。同样，没有明确的商业指标标准，也会对云计算服务提供商的盈利造成影响，没有一个明确可比的商业指标，客户势必难以选择，云平台的盈利能力必然下降。通过云计算商业指标标准的建立，可以解决云计算服务提供商面向用户提供云计算服务过程中服务的计量计费、服务审计等问题。同时，为了保障能够提供高质量的服务，需要解决各类云计算平台、数据中心的运维服务问题，以及服务质量评价和服务等级划分等问题。

④云安全和隐私指标：云安全和隐私指标是云计算成功的关键，没有一个政府和企业愿意选择一个不安全的云平台，即使它的成本再如何低廉，造成的损失将是无法估量的。云计算模式使得企业和政府从原来自建数据中心，自己负责数据安全，变成花钱买服务。客户在获得云平台便捷服务的同时，还要承担云计算安全的代价。因此，建立云计算安全标准势在必行，这样用户才能放心使用。

⑤云计算的服务接口标准和应用程序开发标准：不同云平台各异的服务和开发标准对程序开发者来说将是灾难性的，明确的服务接口标准和应用程序开发标准可以最大程度地降低云计算程序开发和部署的难度，凸显云计算的规模效应。

⑥云计算服务目录管理、不同云之间无缝迁移的可移植性标准：目前，一些厂商对于云平台的迁移问题采取了消极的态度，企图绑架客户，比如在Amazon的迁出成本就非常高昂，使得客户被云计算服务提供商“绑架”后而无法动弹，这也是用户最为担心的主要问题之一。

以上这些应该是云计算实现大规模应用最先要给予解决的问题，当然研究云计算核心的产品标准，提升我国云计算产品的核心竞争力是我们未来的努力方向。此外诸如云计算不同层面之间的接口标准，包括架构层、平台层和应用软件层之间的接口标准，云计算架构治理标准等需要我们在云计算技术发展和演进过程中逐步解决。

5.5 云计算标准制定要与国际标准化组织相配合

用借鉴和合作的态度参与国际标准工作，避免一国标准对垒国际产业链的尴尬。创新和竞争是技术发展的铁律，妄图通过制定强制标准使自己不成功的技术或产品获得成功，只能品尝失败的苦果，这点对国内的一些企业和标准化组织教训足够深刻。

5.6 从以前的“重建设、轻应用”向“重应用”方式转变

国外的云计算主要是整合现有服务器资源，把闲置资源整合起来，建立一个虚拟的数据中心，在降低自己使用成本的同时，也能对外提供服务，将有限的资源充分利用起来。而国内很多地方的做法，只管跑马圈地，不深入研究发展问题，存在着很大的盲目性。针对这种情况，行业主管部门要加强云计算数据中心统筹布局，避免数据中心的盲目建设，加快网络基础设施优化升级，促进信息资源开放共享和业务协同，完善和建立云计算服务市场准入制度，加快制定云计算服务的质量、评估和认证等方面的管理规定，逐步建立云计算信任体系，维护市场公平竞争的秩序。■

[1]工业和信息化部电信研究院.云计算白皮书[Z].2012.

[2]林宁.我国云计算标准化工作思路[J].信息技术与标准化，2010（12）：34-37.

[3]张云勇,程莹.云计算标准化现状分析及发展建议[J].电信网技术，2010（11）：22-26.